耐受丁醇乳酸菌的筛选及相关生物学特性的研究

发布时间：2017-04-14 06:02

  本文关键词：耐受丁醇乳酸菌的筛选及相关生物学特性的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着化工用品及燃料市场需求的不断提高,全球能源日渐短缺,生物发酵法产丁醇逐渐被世界各国重视起来,与传统的化学合成相比,生物发酵产丁醇更具有经济优势。但由于丁醇对细胞存在毒性作用,导致传统发酵中丁醇产量很低,通过筛选丁醇耐受性高的菌种,利用其构建新的丁醇生产途径或通过基因工程等手段获得改良菌种用于发酵产丁醇成为解决此问题的有效方法。据有关报道,乳酸菌可能具有比其他微生物更高的丁醇耐受性。本论文通过对自然界富含乳酸细菌的样品进行自然筛选、人工驯化,获得丁醇耐受性相对较高的乳酸菌,并对筛选到的耐受丁醇乳酸菌进行形态学、生理生化及分子生物学鉴定,从筛选到的菌株中挑选丁醇耐受性最高的一株菌对其生物学相关特性进行研究,以确定其最佳生长条件,具体内容及结论如下所述:(1)耐受丁醇乳酸菌的筛选:以10份富含乳酸菌的样品为分离源,在一定丁醇胁迫条件下进行乳酸菌分离,初步筛选得到159株耐受丁醇浓度为1.5%(v/v)的菌株,再以不同浓度丁醇的培养基进行复筛,筛选出14株在丁醇浓度为2%(v/v)时相对生长率大于20%的菌株,计算14株菌在不同丁醇浓度下的相对生长率,随后进行人工胁迫驯化,胁迫条件为加入不同量的氯化钠并提高丁醇浓度,经数轮驯化后,菌株丁醇耐受性有了不同程度的提高,14株菌在2.5%(v/v)丁醇浓度下大部分都能生长,其中在3%(v/v)丁醇浓度下A29、B11、C25、E4四株菌相对生长率均大于10%。(2)耐受丁醇乳酸菌的鉴定:将筛选得到的14株耐受丁醇菌株分别接种于MRS固体平板,观察菌落形态特征、显微镜下细菌形状等,并对其进行生理生化特性鉴定试验,根据每株菌的不同试验结果,对14株菌属种进行初步推测,其中A16、A29、B27、C25、D10、E4六株菌基本符合短乳杆菌的生理生化特性。A2、B2、B11、D19基本符合植物乳杆菌的生理生化特性,而B5、D3是为数不多的能利用鼠李糖的菌株,可能为鼠李糖乳杆菌,而根据D4、H7试验中的特性,暂不能确定。然后通过分子生物学鉴定,PCR扩增其16S rDNA序列并测序,利用测序结果构建系统进化树,最终确定A16、A29、B27、C25、D10、E4为短乳杆菌,A2、B2、B11、D19为植物乳杆菌,B5、D3为鼠李糖乳杆菌,D4为干酪乳杆菌、H7为副干酪乳杆菌。除D4、H7外,结果基本一致。(3)植物乳杆菌(B11)相关特性研究:由于植物乳杆菌B11丁醇耐受性相对较高,选取B11进行生物学特性研究,以确定其最佳生长条件。以发酵乳酸含量为研究对象,分别进行温度,初始pH对菌株发酵的影响试验,结果表明,温度为35℃,初始pH6.0~6.5条件下菌株生长最旺盛,而在该温度、pH条件下发酵结果也相对较高。扩大培养后对其生长情况、pH变化情况及乳酸含量进行测定,随后对培养基进行优化,实验表明,葡萄糖、牛肉膏、酵母浸粉三种培养基成分对发酵影响最大,并最终确定最佳含量为葡萄糖60g/L、牛肉膏30g/L、酵母浸粉20g/L,发酵结果最好。
【关键词】：乳酸菌 丁醇耐受性 人工驯化 鉴定 生物学特性
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R915
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 综述12-22
• 1.1 乳酸菌简介12-16
• 1.1.1 乳酸菌定义及分布12
• 1.1.2 乳酸菌的种类12-13
• 1.1.3 乳酸菌的分类鉴定13-15
• 1.1.4 乳酸菌的应用15-16
• 1.2 丁醇简介16-17
• 1.2.1 丁醇的性质及用途16-17
• 1.2.2 生物丁醇的优势17
• 1.3 生物发酵法产生物丁醇需要解决的问题及对策17-20
• 1.3.1 发酵原料的来源17-18
• 1.3.2 发酵工艺和提取工艺的优化18-19
• 1.3.3 工程菌株的改良19-20
• 1.4 耐受丁醇菌株的研究现状20-21
• 1.5 研究目的及意义21-22
• 第二章 耐受丁醇乳酸菌的筛选22-32
• 2.1 试验材料与设备22-24
• 2.1.1 样品来源22
• 2.1.2 主要仪器及设备22-23
• 2.1.3 试验试剂23
• 2.1.4 培养基成分23-24
• 2.2 试验方法24-26
• 2.2.1 耐受丁醇菌株的初筛24
• 2.2.2 菌种的纯化和保藏24
• 2.2.3 耐受丁醇菌株的复筛24-25
• 2.2.4 提高菌株丁醇耐受性试验25
• 2.2.5 菌株丁醇耐受性的验证25-26
• 2.3 结果与分析26-29
• 2.3.1 耐受丁醇菌株的初筛结果分析26
• 2.3.2 耐受丁醇菌株复筛结果分析26-27
• 2.3.3 提高菌株丁醇耐受性试验结果分析27-28
• 2.3.4 菌株丁醇耐受性的验证结果分析28-29
• 2.4 讨论29-30
• 2.5 小结30-32
• 第三章 耐受丁醇乳酸菌的鉴定32-48
• 3.1 试验材料与设备32-36
• 3.1.1 菌种来源32
• 3.1.2 主要仪器及设备32-33
• 3.1.3 试验试剂33-35
• 3.1.4 培养基成分及试剂配制35-36
• 3.2 试验方法36-39
• 3.2.1 形态学鉴定36-37
• 3.2.2 生理生化试验鉴定37
• 3.2.3 分子生物学鉴定37-39
• 3.3 结果及分析39-46
• 3.3.1 形态学观察结果分析39-40
• 3.3.2 生理生化试验结果分析40-42
• 3.3.3 分子生物学鉴定结果分析42-46
• 3.4 讨论46
• 3.5 小结46-48
• 第四章 乳酸菌生物学特性研究48-60
• 4.1 试验材料与设备48-50
• 4.1.1 菌种来源48
• 4.1.2 主要仪器及设备48-49
• 4.1.3 试验试剂49
• 4.1.4 培养基成分49-50
• 4.2 试验方法50-51
• 4.2.1 乳酸标准曲线的绘制50
• 4.2.2 菌株生长温度的研究50
• 4.2.3 菌株生长pH的研究50
• 4.2.4 菌株生长特性的研究50-51
• 4.2.5 菌株产酸特性的研究51
• 4.2.6 培养基的优化51
• 4.3 结果及分析51-58
• 4.3.1 乳酸标准曲线的确定51-52
• 4.3.2 生长温度的影响结果分析52-54
• 4.3.3 初始pH影响的结果分析54
• 4.3.4 生长特性的研究结果分析54-56
• 4.3.5 培养基的优化结果分析56-58
• 4.4 讨论58-59
• 4.5 小结59-60
• 第五章 结论与展望60-62
• 5.1 结论60-61
• 5.2 展望61-62
• 参考文献62-66
• 附录66-70
• 致谢70-72
• 攻读学位期间发表的学术论文72-73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 惠丰立,魏明卉;乳酸菌与人类健康[J];中国医学生物技术应用;2002年04期

2 胡巅;张广伟;丁武;;关于食品中乳酸菌检验标准方法若干问题的探讨[J];中国卫生检验杂志;2010年10期

3 孔健;季明杰;杨埔;;食源性乳酸菌抗药性分析[J];山东大学学报(理学版);2011年10期

4 杨晓东;胡志坤;刘敏;宋曼丹;杨国光;陈瑞仪;谭小秋;黄伟雄;;广东省乳酸菌乳饮料卫生质量调查[J];广东卫生防疫;1991年04期

5 何文霖;未来你喝什么奶[J];健康必读;2005年08期

6 盛海圆;郭艳萍;常艳;张明;;传统泡菜中乳酸菌多样性的分析[J];中国微生态学杂志;2010年07期

7 刘小青;万翠香;徐锋;熊凯华;夏慧玲;程波财;魏华;曾明;;乳酸菌的安全性研究[J];中国微生态学杂志;2009年10期

8 张国华,夏振强,官家发;乳酸菌降低血清胆固醇的研究[J];天然产物研究与开发;2004年03期

9 曹志军;乳酸菌走红时提醒您[J];健康;1999年06期

10 宫路路;龚福明;李晓然;熊骏;柳陈坚;;豆豉中高产乳酸乳酸菌的筛选及其产酸条件的优化研究[J];中国微生态学杂志;2013年05期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 刘云鹏;胡新宇;周静;王安平;刘惠瑜;;乳酸菌及其在乳品工业中的应用与展望[A];中国奶业协会年会论文集2008（下册）[C];2008年

2 李勇;董翠芳;欧国兵;;乳酸菌产香机理和特性的研究[A];中国奶业协会年会论文集2008（下册）[C];2008年

3 张翠英;孙健;;乳酸菌发酵多肽饮料的工艺研究[A];中国奶业协会年会论文集2009（下册）[C];2009年

4 刘琼;王春凤;;乳酸菌免疫调节功能研究进展[A];第三届第八次全国学术研讨会暨动物微生态企业发展战略论坛论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前9条

1 赵铭;中国乳酸菌行业稳健发展标准与科技双重支撑驱动[N];中国食品质量报;2010年

2 华岳;乳酸菌解决养猪三大难题[N];农民日报;2004年

3 本报记者 郑春蕾;市场持续增长 乳酸菌产业成乳业发展黄金板块[N];中国工业报;2010年

4 本报记者 杜薇;乳酸菌产业向好[N];中华工商时报;2010年

5 本报记者 何建昆;发酵型乳酸菌奶饮料掀起乳业新变革[N];科技日报;2005年

6 苗君莅 陈有容 齐凤兰 郭本恒;乳酸菌在乳制品及其他食品中的应用拓展[N];中国食品报;2011年

7 记者 黄哲雯;乳酸菌“喂”出“生态蛋”[N];工人日报;2011年

8 单其珍;幼儿与酸牛奶[N];人民日报海外版;2002年

9 陈忠权邋杜洋洋;本市应用乳酸菌养猪 猪肉达到有机品质[N];天津日报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 包秋华;甘肃和四川省牦牛奶制品中乳酸菌的多样性研究[D];内蒙古农业大学;2012年

2 杨吉霞;牦牛奶酪中乳酸菌的表型、基因型和益生特性的研究[D];西南大学;2013年

3 王乃富;乳酸菌发酵酶解豆粉及其生物活性研究[D];江南大学;2007年

4 程新;以菊芋为主要基质的乳酸菌培养与发酵活力研究[D];江苏大学;2014年

5 田鸿;川西高原自然发酵牦牛酸奶中乳酸菌遗传多样性及优良菌株筛选[D];四川农业大学;2010年

6 闵伟红;乳酸菌发酵改善米粉食用品质机理的研究[D];中国农业大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张利娟;木瓜上降解亚硝酸盐乳酸菌的筛选及其应用[D];海南大学;2014年

2 唐超群;青海部分牧区牦牛乳制品中产胞外多糖乳酸菌的分离鉴定及特性研究[D];青海大学;2016年

3 何赛;含硒乳酸菌亚硝酸盐还原性和抗氧化研究[D];湖北工业大学;2016年

4 南晓芳;豆豉和腐乳中耐盐乳酸菌的筛选、鉴定及其功能特性研究[D];内蒙古农业大学;2016年

5 何晓峗;乳酸菌发酵类型对老酵馒头风味特性的影响[D];江南大学;2016年

6 白友菊;传统发酵型泡菜中乳酸菌的分离筛选及直投式发酵剂的制备[D];华中农业大学;2016年

7 张璐璐;我国传统手工发酵酸菜和酸奶样品中乳酸菌的多样性分析及分离鉴定[D];上海海洋大学;2016年

8 移兰丽;荔枝风味物质分析及其乳酸菌发酵饮料的研发[D];江西农业大学;2016年

9 平振杰;耐受丁醇乳酸菌的筛选及相关生物学特性的研究[D];河南大学;2016年

10 杨予青;西宁地区泡菜乳酸菌生物学特性及发酵工艺的研究[D];青海师范大学;2008年

  本文关键词：耐受丁醇乳酸菌的筛选及相关生物学特性的研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：305330